Study on terrestrial LIDAR transmitter designed to improve accuracy

측량용 레이저 스캐너의 정밀도 개선을 위한 송신부설계

Laser diode is used as a crucial part for minimization of terrestrial 3D Laser Scanner. But it has certain limitations such as oval beam shape and inevitable astigmatism. In order to realize a parallel light with beam divergence below 1 mrad, These problems of laser diode can be solved through beam shaping by Pinhole and Aperture. Finally, this study could materialize a collimated beam with 0.3 mrad beam divergence angle and 3mm diameter, that performance and checked by using real manufacture.

본 논문에서는 측량용 3차원 레이저 스캐너의 소형화를 위해 광원으로 레이저 다이오드를 사용한 송신부 광학계의 설계를 다루었다. 레이저 다이오드를 사용할 경우 활성층의 특성상 타원형의 Beam shape를 갖게 되고 또한 비점수차를 지닐 수 밖에 없는 문제를 가지고 있다. 본 연구에서는 레이저 다이오드의 비점수차를 제거하기 위하여 시준렌즈와 원통형렌즈를 사용하였으며 1mrad 의 빔 발산각을 갖는 평행광을 만들기 위해 핀홀과 Aperture의 사용을 제안하였다. 이를 바탕으로 실제 제작된 소형 광학계를 사용하여 직경 3.5mm, 0.3mrad 이하의 빔 발산각을 갖는 평행광을 구현하였다.